多晶硅是光伏产业的关键材料,目前最有前景的多晶硅生产工艺是硅烷法,此法的关键步骤是三氯氢硅歧化生产硅烷,但此反应转化率极低,严重制约了硅烷法的发展。本文将反应精馏技术应用于三氯氢硅歧化反应,使其转化率达到近100%,解决了传统歧化流程工艺循环量大、流程复杂的问题。但是因为硅烷产物的沸点极低,因此出现了反应精馏塔塔顶需要昂贵的低温制冷剂的问题,这有违经济性原则。为了解决这一问题,本文分别从设置塔中部取热和提高操作压力两方面考虑,提出了添加中间冷凝器构型和耦合高压分离塔的双塔构型两种改进构型。利用化工流程模拟软件Aspen Plus,分别对传统反应精馏构型、添加中间冷凝器构型和耦合高压分离塔构型建立稳态模拟,通过对回流比、进料位置、塔板数、中间冷凝器温度及位置等进行灵敏度分析,确定了各参数的最优值,为进一步的深度优化提供了初值。在稳态建模的基础上,本文从热力学效率和年总成本的角度,分析比较了两种改进构型。结果表明,添加中间冷凝器构型和耦合高压分离塔构型各有优势,分别通过降低塔顶冷凝负荷和提高塔顶冷凝温度两种途径减少了低温制冷剂的用量,有效降低了生产成本。但是增加中间冷凝器的数目,因为提高了固定投资,因此并无明显优势。